《計算機輔助制造》PPT課件.ppt

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1、見習(xí)機械設(shè)計工程師資格考試培訓(xùn)課程,第4章 計算機輔助制造技術(shù),4.1 計算機輔助制造概述 4.2 CAM的支撐系統(tǒng) 4.3 數(shù)控加工技術(shù) 4.4 網(wǎng)絡(luò)化CAM實例 4.5 Cimatron NC,考試內(nèi)容,1）掌握CAM概念和數(shù)字化制造的概念。 2）熟悉CAM支撐系統(tǒng)中硬件和軟件的組成。 3）熟悉數(shù)控加工的概念、數(shù)控裝置的類型。 4）掌握數(shù)控機床的組成和工作原理；數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu)及內(nèi)容。 5）熟悉數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。 6）熟悉數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟。 7）掌握零件數(shù)控編程的方法、內(nèi)容和基本過程。 8）熟悉數(shù)控編程程序段的格式以及主要G、M代碼的含義，能手工編制簡單工件的數(shù)控加工程序。,知識要

2、點,1、CAM概述 中英文定義 數(shù)字化制造概念 2、CAM軟硬件系統(tǒng)組成 軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)、支撐、應(yīng)用軟件 硬件系統(tǒng)：主機、存儲器、I/O設(shè)備、接口等 3、數(shù)控加工技術(shù) 概念，兩種類型：NC式、CNC式 數(shù)控機床組成（6部分）及工作原理 數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu)（5個部分） CNC裝置的主要作用（9個部分） 控制類型與插補類型 4、數(shù)控編程 數(shù)控編程基本內(nèi)容 基本步驟 兩種方法 程序段的格式 G、M代碼的含義： G代碼：G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G90、G91、G92 M代碼：M00、M02、M03、M04、M05、M06、M19 其他：N（順序號），F(xiàn)（第一進給速

3、度），S（主軸速度），T（第一刀具），XYZ（基本尺寸），UVW（平行于XYZ軸的第二尺寸）,第6章,,,4.1 計算機輔助制造概述,CAM（Computer Aided Manufacturing)的概念,兩方面：狹義NC編程，即數(shù)控加工； 廣義包括狹義定義的所有內(nèi)容外，還包括制造活動中與物流有關(guān)過程（如加工、裝配、存儲、檢驗、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。,CAM常與CAD結(jié)合，使設(shè)計師與工藝師在計算機系統(tǒng)的輔助下，完成產(chǎn)品的設(shè)計與制造工作。,數(shù)字化制造,第6章,,,數(shù)字化制造是用數(shù)字定量、表述、存儲、處理 和控制產(chǎn)品生產(chǎn)的方法，支持產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化運作。它是CAD/CAM/

4、CAE集成化技術(shù)，是以MRPII（Manufacture Resource Planning)、MIS (Manufacture Information System)、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)。 數(shù)字化技術(shù)使CAM得到更廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機床就是CAM與數(shù)字化制造的應(yīng)用典型。,網(wǎng)絡(luò)化制造,第6章,,,網(wǎng)絡(luò)化制造Networked-Manufacturing System (NMS) 是一種由多種、異構(gòu)、分布式的制造資源，利用計算機網(wǎng)絡(luò)組成的開放式、多平臺、相互協(xié)作的，能及時靈活地響應(yīng)客戶需求變化的制造系統(tǒng)，是一種面向群體協(xié)同工作并支持開放集成的系統(tǒng)。 基本目標：將分散的制造系統(tǒng)/企

5、業(yè)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接到一起，以提高各個制造系統(tǒng)/企業(yè)間的信息交流與合作能力，進而實現(xiàn)制造資源的共享。,網(wǎng)絡(luò)化CAM技術(shù)主要包括：異地加工、基于Web的數(shù)控加工仿真、數(shù)控代碼的網(wǎng)絡(luò)校驗、數(shù)控加工信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?第6章,,,4.2 CAM的支撐系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CAD/CAM系統(tǒng),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計算機,外圍設(shè)備,應(yīng)用軟件,支撐軟件,系統(tǒng)軟件,（主機、存儲器、I/O及其它通信接口）,,1、計算機分析軟件（如ANSYS、ADAMS等） 2、圖形支撐軟件（如AUtoCAD、CATIA、IDEAS等） 3、數(shù)據(jù)庫管理軟件（如Foxpro、Oracle 、Sybas

6、e等） 4、計算機網(wǎng)絡(luò)工作軟件,（操作系統(tǒng)和語言編譯系統(tǒng) 如VB、C++等）,,第6章,,,應(yīng)用：,CAD/CAM廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的全過程。 Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等軟件都具有CAD/CAM功能，在三維設(shè)計和基礎(chǔ)上，可在加工模塊經(jīng)過一系列加工表面的設(shè)置，生成零件的加工走刀軌跡和數(shù)控加工代碼，可以將該數(shù)控代碼輸入數(shù)控系統(tǒng)中加工出所設(shè)計的產(chǎn)品零件。,數(shù)控原理與編程實訓(xùn),數(shù)控技術(shù)是數(shù)字化制造和制造自動化的核心技術(shù)支撐,1、數(shù)控機床的產(chǎn)生 1952年 美國Parsons 沿圓弧運動的稱為圓弧插補;沿螺旋線運動的稱為螺旋線插補等。,逐點比較法,基本原理：計算機在控制加工

7、軌跡的過程中， 每走一步都要和規(guī)定的軌跡相比較，由比較結(jié)果 決定下一步的移動方向。逐點比較法既可以做直 線插補又可以做圓弧插補。 特點是：運算直觀，插補誤差小于一個脈沖當 量，輸出脈沖均勻，而且輸出脈沖的速度變化 小，調(diào)節(jié)方便，因此在兩坐標數(shù)控機床中應(yīng)用較 為普遍，這種方法每控制機床坐標進給一步，都 要完成四個工作節(jié)拍。,逐點比較法的四個工作節(jié)拍,直線插補：,1）如何進行偏差計算。第一象限內(nèi)。編程時，給出要加工直線起點和終點。如果以直線的起點為坐標原點，終點坐標為（Xe,Ye），插補點坐標為（X，Y），如圖2.5所示，則以下關(guān)系成立： 若點（X，Y）在直線上，則 ：XeY -

8、YeX = 0若點（X，Y）位于直線上方，則Xe Y- Ye X0若點（X，Y）位于直線下方，則 XeY - Ye X0，下一步向+X方向運動； 3）當點在直線下方時，F(xiàn)0的情況， 繼續(xù)向+X方向運動。 這樣從原點出發(fā)，走一步判別一次F， 再走一步，所運動的軌跡總在直線 附近，并不斷趨向終點。最后進行終點判別， 其誤差小于一個脈沖當量。,圖2.5 逐點比較法直線插補,1按工藝用途分類 一般數(shù)控機床、帶自動換刀的數(shù)控機床、多坐標數(shù)控機床等。,2按加工路線分類 點位控制、點位直線控制、輪廓控制數(shù)控機床,3按有無控制裝置分類 開環(huán)控制和閉環(huán)控制的數(shù)控機床,數(shù)控機床的特點和分類,分類,,特點及應(yīng)用

9、,（1）可以加工具有復(fù)雜型面的工件 （2）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 （3）生產(chǎn)率高 （4）改善勞動條件 （5）有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化,,1數(shù)控機床加工的特點,特點及應(yīng)用,2數(shù)控機床的適用范圍,（1）多品種、單件小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件； （2）幾何形狀復(fù)雜的零件； （3）精度及表面粗糙度要求高的零件； （4）加工過程中需要進行多工序加工的零件； （5）用普通機床加工需要昂貴工裝設(shè)備（工具、夾具和模具）的零件。,,數(shù)控編程,,1、何為數(shù)控編程？,所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動和刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程

10、。,,,數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié),,編程員的高素質(zhì),,機械加工工藝、機床、刀夾具、數(shù)控系統(tǒng)的性能、熟悉工廠的生產(chǎn)特點和生產(chǎn)習(xí)慣等。,2、 數(shù)控編程的主要內(nèi)容？,包括： 分析零件圖紙、確定加工工藝過程、計算走刀軌跡、得出刀位數(shù)據(jù)、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、校對程序及首件試加工。,,3、 數(shù)控編程的步驟？,1、編程人員首先據(jù)圖紙，對零件的材料、尺寸、精度等，進行加工工藝合理選擇加工方案、確定工序、加工路線、裝夾、選刀及切削參數(shù)等。高效加工，路線要短，正確選擇對刀點、換刀點，減少換刀次數(shù)。 2、據(jù)零件圖的幾何尺寸確定工藝路線及設(shè)定坐標系，計算粗精加工的軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。 3、加工路線、工藝參數(shù)及刀

11、位數(shù)據(jù)確定后，編程人員按數(shù)據(jù)系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式，編寫加工程序單。 4、制備控制介質(zhì)，把編制好的程序記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過程序手工輸入或通訊輸入數(shù)控系統(tǒng)。 5、編制好的程序和制備好的控制介質(zhì)，須校驗和試切才能正式使用。校驗的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置，讓機床空運轉(zhuǎn)，走空刀，檢查運動軌跡，是否碰撞零件、夾具或機床。在有CRT的數(shù)控機床上，用模擬加工校驗。如要檢驗加工精度，需首件試切，也可用石蠟或木材等易切削材料試切，并分析誤差，及時修正。,加工工藝的決策,1)零件圖分析 2)加工工藝路線的擬定 3)定位和夾緊方式 4)刀具的選擇 5)切削用量

12、的選擇,,4、數(shù)控編程的方法有哪些？,數(shù)控加工程序編制：從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的全過程。 常用的程序編制方法有：手工編程和自動編程兩種。 手動編程：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）用于形狀簡單，計算量少的加工。,,,,,,,,,,,,,圖樣,加工計劃,手工編程,自動編程,NC紙帶,紙帶檢查,加工,圖樣,計算刀位,編程,穿孔,紙帶,,,,,,,,,,,,手工編程中使用的工藝指令（ 準備性工藝指令）、（輔助性工藝指令）。,,自動編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工

13、信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。,,,,,圖樣,按自動編程語言寫程序,NC能自動識別的加工程序,計算機自動穿孔紙帶,,,,數(shù)控編程的有關(guān)標準：國際標準ISO 制定國家標準,1 坐標軸的運動方向和命名,5、數(shù)控坐標的有關(guān)內(nèi)容,為了實現(xiàn)零件的加工，往往需要控制幾個方向的運動，需建立坐標系。 為了編程有互換性，在ISO標準中統(tǒng)一規(guī)定采用右手直角笛卡兒坐標系對機床的坐標系進行命名，在這個坐標系下定義刀具位置及其運動的軌跡。,規(guī)定：,一律看作是工件相對靜止，刀具運動。,JB3015-1982：機床某一部件運動的正方

14、向，是增大工件和刀具之間距離的方向。,用右手螺旋法則判定。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分別代表+X、+Y、+Z軸。圍繞+X、+Y、+Z軸的回轉(zhuǎn)運動分別用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋定則確定。與+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向用帶“”的+X、+Y、+Z、+A、+B、+C表示。,拇指為x軸， 食指為Y軸， 中指為z軸,（1）Z軸：平行于主軸，刀具離開工件的方向為正。,坐標軸確定的方法及步驟：,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,機床的直線坐標軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。,（2）X軸： 位于平行工件裝夾面的水平面內(nèi)。對于工件作回轉(zhuǎn)切削運動的機床（

15、如車床、磨床等），在水平面內(nèi)取垂直工件回轉(zhuǎn)軸線（Z軸）的方向為X軸，刀具遠離工件的方向為正向。 對于刀具作回轉(zhuǎn)切削運動的機床（如銑床、鏜床等），當Z軸垂直時，人面對主軸，向右為正X方向.,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,右手原則,立式數(shù)控銑床,數(shù)控車床,,（3）Y軸：垂直于X和Z軸，Y的正方向據(jù)X、Z軸的正向通過右手直角坐標系判斷。,,機床坐標系與機床原點（零點）,機床原點是機床上設(shè)置的一個固定基準點。以機床原點為坐標原點建立的直角坐標系稱為機床坐標系。 它是機床固有的，是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標系的基礎(chǔ)。其坐標軸及方向按標準規(guī)定，其坐標原點的位置由各機床生產(chǎn)廠設(shè)定，一般情況下，不

16、允許用戶隨意調(diào)整變動。,,例如，數(shù)控車床屬于兩軸聯(lián)動機床，其機床坐標系是由一個Z軸和一個X軸組成的直角坐標系，它的原點一般為主軸旋轉(zhuǎn)中心線與卡盤后端面的交點。,,,在數(shù)控銑床上，機床原點一般取在X、Y、Z坐標的正方向極限位置上。,機床參考點,是設(shè)置機床坐標系的一個基準點。在許多情況下，刀具是無法接近機床零點的，例如數(shù)控車床的機床零點一般設(shè)定在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與卡盤定位面的交點上，車刀就無法靠近它。因此，只有附設(shè)一個機床參考點來設(shè)定機床坐標系。 機床參考點是機床上某一固定點，該點為刀具退到一個固定不變、接近正向極限位置的點，其固定位置可由機床各軸方向的機械擋塊或行程開關(guān)來確定，用戶不能隨意調(diào)整。

17、,機床上電回零操作,回機床參考點，表明機床坐標系建立,（機床零點與參考點不重合時）,編程時應(yīng)首先確定工件坐標系和工件原點。設(shè)計有設(shè)計基準，加工有工藝基準。應(yīng)盡量保持統(tǒng)一。該基準點稱為工件原點。以工件原點建立的坐標系稱工件坐標系。,工件坐標系：編程時用來定義工件形狀和刀具相對工件運動的坐標系。也應(yīng)是右手笛卡爾坐標系 工件原點（編程原點）：在工件坐標系中，由編程人員在工件圖樣上選擇一固定點為原點。在車床上可選在工件的左或右端面上。,工件坐標系與工件原點,,,預(yù)存在數(shù)控系統(tǒng)中，可補償裝夾誤差。,,原點偏置,加工時，工件原點偏置值可自動加到工件坐標系中。,工件坐標系是編程和加工時使用的坐標系，是機床原

18、點偏置后而確定的。,6、數(shù)控編程指令,為了滿足設(shè)計、制造、維修和普及的需要，編程的兩種標準：國際標準化組織（ISO）標準和美國電子工程協(xié)會（EIA）標準,兩種代碼,1）程序結(jié)構(gòu)和格式,程序號程序內(nèi)容程序結(jié)束,若干程序段,若干字,,字母和數(shù)字,,,對應(yīng)零件的一段加工過程,,G90字母和數(shù)字（字表示某一功能的一組代碼）,,在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，用O表示程序號地址,,程序段格式是指一個程序段中各字的排列順序和表達形式。,,固定順序,有分隔符的固定順序,字地址（最常用）,字地址程序段格式：,程序簡短、直觀、容易檢查和修改,N_G_X_Y_Z_I_J_K_P_Q_R_A_B_C_F_S_T_M_*,不

19、一定全部有,例：N11 G00 X+3200 Y+2500 Z -150 F850 S24 T15 M06 *,,,,,,,,,,,,,,,,,順序號字,準備功能字,尺寸字,進給功能字,主軸功能字,刀具功能字,輔助功能字,程序段結(jié)束字（LF/CR或*或；）,,地址符表,是機床作好某種操作準備的指令。用地址G加兩位數(shù)字表示。從G00G99共100種。G代碼分模態(tài)和非模態(tài)。模態(tài)在一個程序段使用（如G01）后，直到出現(xiàn)同組的另一代碼（如a組G02）才失效。沒字母表示的為非模態(tài)，只在寫有該代碼的程序段有效。,地址碼+正負號+絕對（增量）數(shù)值,（控制機床或系統(tǒng)的開關(guān)功能，有M00M99100種）,數(shù)控程

20、序指令代碼,數(shù)控程序指令包括準備功能G指令、輔助功能M指令和工藝指令（F、S、T）。,G用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡（即指令插補功能）、機床坐標系、坐標平面、刀具補償?shù)榷喾N加工操作。 M實現(xiàn)機床各種輔助動作的控制，如主軸起停、潤滑油泵起停、冷卻液泵起停以及加工程序結(jié)束等。,注意：國際標準和國家標準，但不同的數(shù)控系統(tǒng)有所差別，即便是同一廠家在不同時期開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)指令代碼、功能和格式也有差別。,準備功能指令（G代碼）,由字母G+2位數(shù)字組成（G00-G99）,G代碼的功能介紹：,1、和坐標系有關(guān)的G代碼,1）工件坐標系設(shè)定指令G92/G50,編程格式：G92 X_Y_Z_或G50 X_Y_Z

21、_,確定工件坐標系在機床坐標系中的位置，即確定工件原點的位置，為非運動指令。在數(shù)控銑床或加工中心上用G92設(shè)定工件坐標系，而在數(shù)控車床上使用G50。 注：有些數(shù)控機床沒有此指令，而直接用零點偏置指令（G54G59）代替。,2、絕對尺寸及增量尺寸編程指令G90、G91,G90表示尺寸字為絕對坐標，從編程零點開始。 G91表示尺寸字為增量坐標，以前一位置為參照點。,有些數(shù)控系統(tǒng)沒有絕對和增量尺寸指令，而用XYZ表示絕對，用UVW表示增量,數(shù)控機床上，有兩種方法指定各坐標軸的運動：絕對坐標和增量坐標,,例：,1、采用絕對值編程 N10 G50 X200.0 Z100.0 N20 G00 X50.0

22、Z2.0 S500 M03 N30 G01 Z-40.0 F100.0 N40 X80.0 Z-60.0 N50 G00 X200.0 Z100.0 N60 M02,2、采用增量值編程 N10 G50 X200.0 Z100.0 N20 G91 G23 N30 G00 X-150.0 Z-98.0S500 M03 N40 G01 Z-42.0 F100.0 N50 X30.0 Z-20.0 N60 G00 X120.0 Z160.0 N70 M02,3、選擇工件坐標系設(shè)定指令G54G59 （07組模態(tài)）,編程格式：G54 X_Y_Z_,注：有些數(shù)控機床沒有G92或G50指令，而直接用零點偏置指

23、令G54G59）代替。,當工件在機床上固定以后，程序零點與機床參考點的偏移量必須通過測量來確定?？梢杂薪佑|式測頭，在手動操作下能準確地測量，通過操作面板將位移量存入G54G59零點偏置寄存器中，從而預(yù)先在機床坐標系中建立了工件坐標系。 在沒有接觸式測頭的情況下，程序零點的位置可用碰刀方式進行。,,,,G54 X-66.79 Y35.84,G55 X36.09 Y54.25,,,G54G59屬同一組模態(tài)指令,選擇平面指令G17、G18、G19（02組，模態(tài)）,用來指定程序段中的刀具的插補平面和刀具半徑補償平面和鉆削平面。在數(shù)控立銑中，大都在XY面加工，所以G17可省略。,,1）快速點定位指令G

24、00(01組模態(tài)）,編程格式：G00 X_Y_Z_,G00用于快速定位刀具，沒加工，可在幾軸上同時移動，產(chǎn)生線性軌跡。不用給出進給速度。模態(tài)代碼。防刀具與工件、夾具的干涉。,2、和刀具運動相關(guān)的G代碼,2）直線插補指令G01 (01組模態(tài)）,編程格式：G01 X_Y_Z_F_,G01是直線運動指令，命令刀具在兩坐標間以插補聯(lián)運方式按指定的進給速度做任意斜率的直線運動，有加工。 注：必須給定進給速度F。,N30 G90 G00 X20. Y40.;,N30 G90 G01 X20. Y40. Z15. F100.;,3)圓弧插補指令G02和G03,編程格式1：G02 （或G03）X_Y_Z_I_

25、J _K _F_,G02順時針 G03逆時針,指定圓心,編程格式2：G02 （或G03）X_Y_Z_R _F_,方向判斷？ 沿垂直圓弧所在平面的坐標軸的負方向看，刀具相對工件順轉(zhuǎn)為G02，反之為G03。,指定半徑,,終點坐標,,G90 G03 X200 Z140 R60 F300 G02 X120 Z120 R50,G91G03 X200 Z-60 R60 F300 G02 X120 Z-20 R50,G90 G03 X200 Z140 I0 K-60 F300 G02 X120 Z120 I0 K-50,X_Y_Z_I_J _K _F_,絕對坐標中：X、Y、Z分別表示終點坐標。I、J、K表示

26、起點和圓心的增量距離。,,X終點坐標； Z終點與起點的距離,,,-R,+R,4、刀具補償指令,刀具補償功能是數(shù)控系統(tǒng)的重要功能，包括刀具半徑補償（G40、G41、G42），刀具長度補償（G43、G44、G49）。 刀具補償為程序編制提供了方便。一般來說，數(shù)控車床需對刀尖的X、Z方向的位置和刀尖半徑補償；數(shù)控銑床或加工中心要對刀具的長度和半徑進行補償。,刀具半徑補償?shù)奶岢觯?1)用數(shù)控刀具加工工件的輪廓時，由于刀尖有圓弧,刀具中心的運動軌跡并不是加工工件的實際輪廓。工件輪廓是由刀具運動包絡(luò)而成的。 由于數(shù)控系統(tǒng)控制的是刀心軌跡，編程時要據(jù)零件輪廓尺寸計算出刀心軌跡即代表刀具運動軌跡。,刀具半

27、徑補償功能： 按照零件輪廓編制程序，預(yù)先設(shè)定刀具偏置值，自動生成刀具中心軌跡的功能。,刀具半徑補償?shù)挠嬎?1)編程人員在程序中指明何處進行刀具半徑補償，指明是進行左刀補還是右刀補，并指定刀具半徑，刀具半徑補償?shù)木唧w工作由數(shù)控系統(tǒng)中的刀具半徑補償功能來完成。 2)根據(jù)ISO規(guī)定，沿刀具運動方向看（假設(shè)工件不動），刀具位于零件左側(cè)，稱左偏刀具半徑補償，用G41表示；反之稱為右刀補，用G42表示。,刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程,刀補建立 即刀具以起刀點接近工件，由刀補方向G41/G42決定刀具中心軌跡。 刀補進行 一旦刀補建立則一直維持，直至被取消。在刀補進行期間，刀具中心軌跡始終偏離編程軌跡一個刀具

28、半徑值的距離。 刀補撤消（G40） 即刀具撤離工件，回到起刀點。刀補撤消。,刀具半徑值可通過操作面板事先輸入數(shù)控系統(tǒng)的“刀具偏置值”寄存器中，編程時指定刀具補償號進行選擇。 指定刀具補償號的方法有兩種：一是通過指定補償號（D代碼）選擇“刀具偏置值”存儲器，該方法適合于數(shù)控銑床和加工中心；二是通過換刀T代碼指令進行選擇。在刀具半徑補償時，無需再選擇“刀具偏置值”存儲器，該方法適合于數(shù)控車床。,G01 G41 X40. Y50. D04 G01 G42 X40. Y50. D04,刀具長度補償?shù)母拍?1) 刀具長度補償是非常重要的概念。 2) 刀具長度補償故名思義，它是用來補償?shù)毒唛L度差額的一

29、種功能。 3) 當?shù)毒吣p或更換后，加工程序不變，實際刀具長度與編程長度不一致時，只須更改程序中刀具補償?shù)臄?shù)值，通過刀具長度補償這一功能實現(xiàn)對刀具長度差額的補償。 4) 在實際加工過程中，每一把刀的長度都不同，由于刀具長度補償?shù)拇嬖?，零點Z坐標會自動向Z(或Z-)方向補償?shù)毒叩拈L度，從而保證加工零點的正確性。,刀具長度補償（G43、G44、G49）（05組模態(tài)）,G43 Z100. H02刀具長度正補償； G44 Z100. H02刀具長度負補償。,G49取消刀補,刀具長度偏置號必須用指令H指定。,（1）進給功能F指令 F指令表刀具中心運動時的進給速度。由F和其后的若干數(shù)字組成。數(shù)字的單

30、位取決于每個系統(tǒng)所采用的進給速度的指定方法。 （2）主軸轉(zhuǎn)速功能S指令 S指令表示機床主軸的轉(zhuǎn)速。其表示方法有以下三種： 轉(zhuǎn)速 S表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。 恒線速 在恒線速狀態(tài)下，S表示切削點的線速度，單位為m/min。如S60表示切削點的線速度恒定為60 m/min。 代碼 用代碼表示主軸速度時，S后面的數(shù)字不直接表示轉(zhuǎn)速或線速的數(shù)值，而只是主軸速度的代號。,功能：該指令可指定刀具及刀具補償。 采用T指令編程 格式：T 說明： 1）前兩位表示刀具序號（099），后兩位表示刀具補償號（0164），如T0202； 2）取消刀具補償?shù)?/p>

31、T指令格式為：T00 或T00。,（3）刀具功能指令,采用T、D指令編程 利用T功能選擇刀具，利用D功能選擇相關(guān)的刀偏。,輔助功能M指令：,用來指定輔助功能的代碼，主要用于數(shù)控機床的開、關(guān)量的控制，如程序結(jié)束、主軸的正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開、停等。 ISO標準中，M代碼有M00-M99共100種。,（1）程序停止指令：M00 功能：執(zhí)行完包含M00的程序段后，機床停止自動運行，此時所有存在的模態(tài)信息保持不變，用循環(huán)啟動使自動運行重新開始。（2）程序計劃停止指令：M01 功能：與M00類似，執(zhí)行完包含M01的程序段后，機床停止自動運行，只是當機床操作面板上的任選停機的開關(guān)置1時，這個代碼才有效。 （

32、3）主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令：M03、M04、M05 功能：M03、M04指令可使主軸正、反轉(zhuǎn)。與同段程序其他指令一起開始執(zhí)行。M05指令可使主軸在該程序段其他指令執(zhí)行完成后停轉(zhuǎn)。 （4）換刀指令：M06 功能：自動換刀。用于具有自動換刀裝置的機床，如加工中心、數(shù)控車床。 （5）程序結(jié)束指令：M02或M30功能：該指令表示主程序結(jié)束，同時機床停止自動運行， M30還可使控制返回到程序的開頭。,加工工藝的決策,1)零件圖分析 尺寸標注分析 輪廓幾何要素分析 精度和技術(shù)要求分析（分析機床能否達到，如何達到）,粗加工 切除大部分金屬，接近成品。 半精加工達到一定精度，留有一定的精加工余量；為精加工做

33、準備，也可完成次要表面的加工。 精加工達到規(guī)定的精度和表面粗糙度，全面保證加工質(zhì)量。 光整加工對零件的精度和表面粗糙度要求較高（IT6級以上，表Ra0.2m以下）,目的：保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備、便于發(fā)現(xiàn)缺陷,2）加工方法的選擇,針對給出零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。如內(nèi)孔（鉆、擴、鉸等）等的選擇。,3）加工階段的劃分,原則：工序集中、工序分散,按裝卡定位方式劃分 由于每個零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時，其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分

34、工序。,4）工序的劃分,,每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容。工序少，工藝路線短、減少機床數(shù)量、工人數(shù)、減少裝夾時間，效率高。但對設(shè)備和工藝裝備要求高。,,將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行。加工設(shè)備和工裝結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但工藝路線長，需設(shè)備人數(shù)多，占地大。,方法：,按粗、精加工劃分工序 按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先作粗加工再精加工。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工。,按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其它部位。,4)刀具的選擇

35、,刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 另外，數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速比普通機床高12倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法比，數(shù)控刀具不僅要求精度高、強度大、剛度好、耐用度高，而且還要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型材料，并合理選擇刀具結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)。,常用的有尖形車刀、圓弧車刀和成型車刀。,1、尖形車刀 切削刃為直線，其刀尖（即刀位點）由直線形的主、副切削刃構(gòu)成。如90內(nèi)、外圓車刀，切斷（槽）刀、左右端面車刀等。 2、圓弧形車刀 是較為特殊的數(shù)控加工用車刀，其主切削刃形狀為一圓度誤差或輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧上每一點都是圓弧形

36、車刀的刀尖，因而其刀位點不在圓弧上，而在該圓的圓心上。,一、常用車刀的種類和用途,圓弧形車刀,現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具半徑補償功能（即G41左補償和G42右補償功能），編程員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進行編程，不用計算刀具中心的運動軌跡，在數(shù)控加工前必須在數(shù)控機床上的相應(yīng)刀具補償號輸入刀具圓弧半徑值，加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑自動計算刀具中心軌跡，進行刀具圓角半徑補償，完成零件的加工。刀具半徑變化時，不需修改加工程序，只需修改相應(yīng)刀號補償號刀具圓弧半徑值即可。,,三、數(shù)控車削加工中的對刀和換刀,,,對刀,在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點，使其盡量重合于某一理想基準點，這一過

37、程稱為對刀。 理想基準點:可設(shè)在基準刀的刀尖上，也可設(shè)定在對刀儀的定位中心（如光學(xué)對刀鏡內(nèi)的十字刻線交點）,對刀分為手動刀和自動對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床（特別是車床）采用手動對刀。 其基本方法是：定位對刀法、光學(xué)對刀法、ATC對刀法和試切對刀法。在前3種手動對刀方法中，均因可能受到手動和目測等多種誤差的影響，對刀精度十分有限，往往通過試切對刀，以得到更加準確和可靠的結(jié)果。,數(shù)控機床的加工程序是針對刀具上的刀位點進行編制的。不同刀具的刀位點是不同的（下圖中紅點即是刀位點）。,刀位點,圓柱銑刀的刀位點是刀具中心線與刀具底面的交點； 球頭銑刀的刀位點是球頭的球心點或球頭頂點； 車

38、刀的刀位點是刀尖或刀尖圓弧中心； 鉆頭的刀位點是鉆頭頂點。,,加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。該點可以是某一固定點(如加工中心機床，其換刀機械手的位置是固定的)，也可以是任意的一點(如車床)。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰工件及其它部件為準。其設(shè)定值可用實際測量方法或計算確定。,換刀點,簡單軸類零件的編程與加工,,如圖示，毛坯為45120的棒材，材料為45鋼，數(shù)控車削端面、外圓。（數(shù)控車床）,案例分析一：,,1）尺寸標注分析 2）精度和表面粗糙度分析,對于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的準確對刀、正確設(shè)置刀補及磨耗，以及正確制定合

39、適的加工工藝等措施來保證。,一、零件圖樣分析,對于表面粗糙度要求，主要通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù)，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻液等措施來保證。,,確定裝夾方案、定位基準、編程原點、加工起點、換刀,二工藝分析,由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。該工件的編程原點取在完工工件的右端面與主軸軸線相交的交點上。建如圖XOZ坐標系。采用手動試切對刀法，把點O作為對刀點。換刀點設(shè)置在工件坐標系X55、Z20處。,, 制定加工方案及加工路線 根據(jù)工件的形狀及加工要求，選用數(shù)控CK0630車床進行本例工件的加工。數(shù)控系統(tǒng)選用華中數(shù)控系統(tǒng)。, 刀具的選用,1號90偏刀 T01（粗車）、

40、 3號90偏刀 T03（精車）,,主軸轉(zhuǎn)速（）：本課題粗加工主軸轉(zhuǎn)速選取600r/min，精加工的主軸轉(zhuǎn)速選取1000r/min。 進給速度（F）：粗加工時，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進給速度，粗車時一般取為80mm/min,精車時進給速度可降低些，選40mm/min.,（4） 切削用量的選擇,,背吃刀量(aP)：在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。當零件的精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，常取0.10.5mm。本課題粗加工背吃刀量取2mm(到41mm)，精加工背吃刀量取0.5mm。,,工藝

41、卡,三、編程,,,,4編程,工件坐標系設(shè)定（G59） 功能：指定工件原點與機床原點的偏置，確定工件坐標系。,,G59 X0 Z100,,,,,毛坯為46145的棒材，材料為45鋼，數(shù)控車削端面、外圓、切斷。（數(shù)控車床）,,1）尺寸標注分析 2）精度和表面粗糙度分析,一、零件圖樣分析,,確定裝夾方案、定位基準、編程原點、加工起點、換刀,二工藝分析,該工件的編程原點取在完工工件的右端面與主軸軸線相交的交點上。建如圖XOZ坐標系。采用手動試切對刀法，把點O作為對刀點。換刀點設(shè)置在工件坐標系X55、Z20處。,,根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用

42、三爪自定心卡盤夾持46外圓，一次裝夾完成粗精加工。2) 工步順序 粗車外圓。分三刀切完。 自右向左精車右端面及各外圓面. 切斷。2選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床即可達到要求。故選用CJK6136D型數(shù)控臥式車床。采用華中數(shù)控系統(tǒng)。,,3選擇刀具根據(jù)加工要求，選用四把刀具，T01為粗加工刀，選90外圓車刀，T02為精加工刀，選尖頭車刀，T03為切槽刀，刀寬為4。同時把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀 4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。,主軸轉(zhuǎn)速（）：本課題粗加工主軸轉(zhuǎn)速選取500r/min，精加工的主軸轉(zhuǎn)速選取80

43、0r/min。 進給速度（F）：粗加工時，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進給速度，粗車時一般取為100mm/min,精車時進給速度可降低些，選50mm/min.,,背吃刀量(aP)：在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。本課題粗加工背吃刀量取2mm、1mm，精加工背吃刀量取0.5mm。,,工藝卡,案例分析二 見圖所示，要求車端面，精車外圓，切斷。,,,1）尺寸標注分析 2）精度和表面粗糙度分析,對于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的準確對刀、正確設(shè)置刀補及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝等措施來保證。,一、零件圖樣分析,對于表面粗糙度要求，主要通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù)，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻液等措施來保證。,2根據(jù)零件圖確定工件的裝夾方式及加工工藝路線 以軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤一次裝夾完成加工，并取零件右端面中心為工件坐標系零點。其工藝路線為： （）車端面 （）精車外圓 （）切斷 2刀具選擇 900外圓車刀 T0101，車端面 350外圓車刀 T0202，精車外圓 切斷刀T0303：寬4 mm，,3切削用量確定,4編程,,,X,Z,,,,,,,,,X,Z,,,,,,